[发明专利]光电转换装置,摄象装置和使用该装置的自动聚焦摄象机

说明书

本发明涉及一种用于对通过光学系统例如透镜入射的光进行光电转换的装置和摄象装置，以及使用这些装置的例如包括光学系统的自动聚焦摄象机。

常规的具有二维排列的光电转换元件的光电转换装置具有如图1所示的结构。参看图1，该装置包括作为光电转换元件的象素1，输出线2，光屏蔽膜3，光圈区4，扫描电路5，和信号传递电路6。象素1以预定的间距呈二维排列。每个光圈4具有和相应的象素1相同的形状和面积，并且在和象素1相同的位置上被形成。扫描电路5沿水平和垂直方向扫描二维排列的象素1，并向信号传递电路6输出信号。

在常规的光电转换装置中，被二维地光电转换的信号从信号传递电路6按时间被串行地输出，按照标准例如NTSC或HDTV被处理，并被输出到外部设备。此后，信号被外部信号处理电路处理，并在TV或监视器上再现。在这种情况下，在光电转换装置上形成的图象可以一一对应地在TV监视器上再现。除非摄象透镜具有任何象差，否则总可以再现精确的图象。

然而，在现有技术中，当光学系统具有象差时，并且这种装置被用作摄象机的自动聚焦(AF)检测器时，出现了以下的问题。

作为AF光束的要被拍摄的物体的光的图象是输入。该光束由物镜聚焦，然后被发送到光电转换装置，同时用多个反射镜改变光束的方向，借以使物镜的焦点对在物体上。在光束被每个反射镜反射并聚焦的过程中，光束由于反射镜和物镜的象差而失真。例如，当要被拍摄的物体具有矩形图案时，光束被弯曲，并被聚焦在作为AF检测器的光电转换装置上。这种失真一般使用插在信号传递电路后面的图象信号处理电路校正，或者使用信号处理软件校正。然而，这种校正是不够的。

当图象通过常规的检测器再现时，要被再现的矩形图象发生弯曲。这在随后的信号处理中带来缺点，并使得难于进行精确的AF操作。

本发明的第一目的是在光电转换装置上校正在摄象装置的光学系统中产生的象差。

本发明的第二个目的是在光电转换装置上校正光学系统中的光量的不均匀性，例如透镜的边缘光量的减少。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，在光电转换区内，按照实际使用的摄象装置的光学系统中的象差，每个光电转换元件的光圈位置和相邻的光圈位置不同。按照本发明的另一个方面，在光电转换区内，按照在光电转换装置上聚焦的光量，每个光电转换元件的光圈区域的光圈比以设置位置为单位被改变。

在上述的方案中，因为光电转换装置的每个光圈按照光学系统中实际的象差被设置，所以由于光学系统而产生的象差在光电转换装置上被校正了。此外，通过按照光学系统中的光量设置每个光圈的光圈比，对于相同光量的照射光可以获得相同的输出值。

本发明的其它目的，特点和优点从以下的说明和附图中可以更加清楚地看出。

图1是常规的光电转换装置的平面图；

图2是本发明的第一实施例的示意图；

图3是本发明使用的自动聚焦光学系统的示意图；

图4是一个成象的例子，表示要由本发明解决的问题；

图5表示本发明的构思；

图6是本发明的第二实施例的示意图；

图7A和7B是本发明第三实施例的示意图；

图8是使用本发明的第一到第三实施例的光电转换装置之一的摄象装置。

下面结合附图详细说明本发明的第一实施例。图2是作为本发明的主要特征的光电转换装置的平面图。参看图2，该装置包括作为光电转换元件的象素1，作为输出线的AL输出互连2，作为光屏蔽膜的AL2互连3，作为光入射的区域的光圈区域4，用于驱动光电转换元件的扫描电路5，以及用于从象素1向外部设备输出信号的信号传递电路6。作为光电转换元件的象素1是以m×n的矩阵呈二维排列的，从而使得可以沿两个方向摄象。

图3表示使用上述的光电转换装置的单透镜反射摄象机的简化的光学系统。参看图3，该光学系统包括用于聚焦图象的透镜7，用于向取景器15反射光的快速偏转镜8，用于向AF(自动聚焦)系统反射光的辅助反射镜9，作为光电转换装置的检测器10，观测镜11，用于向AF检测器10引导光的反射镜12，焦点平面光圈13，光束主轴14，和用于根据来自光电转换装置10的信号调整透镜7的控制装置16。

在这个实施例中，在AF检测器10上实际形成地图象与相应于作为物体的矩形实际图象发生弯曲，如图4所示。作为本实施例的特征，光圈以弯曲图形的形式形成，如图2所示，从而校正失真。